Башмаки колонные для обсадных труб как рассчитать количество
Обновлено: 07.07.2024
22 обсадные трубы. глава расчет обсадных колонн
Трубы обсадные предназначены для компоновки спускаемых в скважину в целях ее крепления различных обсадных колонн, кондукторов и направлений.
Трубы обсадные (труба из нержавейки) и муфты к ним изготовляют по ГОСТ 632 — 80 по точности и качеству двух исполнений — А и Б. Характеристики труб и муфт к ним должны соответствовать приведенным на рис. 22.1 и в табл. 22.1 (для соединений с короткой треугольной резьбой), в табл. 22.2 (для соединений с удлиненной треугольной резьбой), в табл. 22.3 (для соединений с трапе-
Рис. 22.1. Обсадные трубы с короткой, удлиненной и трапецеидальной (ОТТМ) резьбой и муфты к ним
Трубы с короткой треугольной резьбой и муфты к ним
Примечание. Если значения наружного диаметра
и массы муфт для исполнения А и
Б различаются, то для исполнения Б эти значения указаны
в скобках (табл. 22.1 — 22.4).
цеидальной резьбой — ОТТМ), на рис. 22.2 и в табл. 22.4 (для высокогерметичных соединений — ОТТГ), на рис. 22.3 и в табл. 22.5 (для безмуфтовых раструбных — ТБО).
Трубы исполнений А и Б должны изготовляться длиной 9,5—13 м. Допускается поставка труб длиной 8 — 9,5 м до 20 % и длиной 5 — 8 м до 10 % числа труб в партии.
Условный диаметр трубы, мм
Наружный диаметр D, мм
Толщина стенки s, мм
Внутренний диаметр d, мм
Наружный диаметр, мм
Условный диаметр трубы, мм
Наружный диаметр D, мм
Толщина стенки s, мм
Внутренний диаметр d, мм
Наружный диаметр, мм
Примечание. Муфты специальные с уменьшенным
наружным диаметром D
товляют только исполнения А.
Условный диаметр трубы, мм
Наружный диаметр D, мм
Толщина стенки s, мм
Внутренний диаметр d, мм
Наружный диаметр, мм
11.4 12,6 13,8 15,1
Допустимы следующие предельные отклонения по размерам и массе труб и муфт:
По наружному диаметру труб, %:
По наружному диаметру муфт:
нормальных, %. ±1 (но не более
По длине муфт, мм. ±3,0
Условный диаметр трубы, мм
Наружный диаметр D, мм
Толщина стенки s, мм
Внутренний диаметр d, мм
Наружный диаметр высаженной части раструбного конца Dn±0,5, мм
Длина высаженной части раструбного конца 1в mm
уменьшение массы одной трубы, обусловленное отделкой концов.
для отдельной трубы исполнения Б.
Не допускается овальность труб исполнения Б, превышающая 0,8 предельного отклонения по наружному диаметру, за исключением мест ремонта. Общая изогнутость всей трубы (стрела прогиба), измеренная на середине трубы, не должна быть более 1/2000 длины трубы. На концевых участках, равных одной трети длины трубы, изогнутость не должна превышать более 1,3 мм на 1 м длины.
Условное обозначение трубы включает тип соединения (кроме короткой резьбы), условный диаметр трубы, группу прочности, толщину стенки. Например:
ОТТМ 219x10,2 - Д ГОСТ 632-80;
219x10,2 - К ГОСТ 632-80.
Условное обозначение муфт включает тип соединения (кроме короткой резьбы), условный диаметр трубы, группу прочности, вид муфты. Например:
ОТТМ 219x10,2 - Д ГОСТ 632-80;
Рис. 22.2. Обсадные трубы с высокогерметичными соединениями ОТТГ
Рис. 22.3. Обсадные трубы безмуф-товые раструбные (ТБО)
На наружной и внутренней поверхностях труб и муфт не должно быть плен, раковин, закатов, расслоений, трещин и песчин. Допускаются вырубка и зачистка указанных дефектов при условии, что их глубина не превышает предельного минусового отклонения по толщине стенки. Заварка, зачеканка или заделка дефектных мест не допускаются.
Трубы и муфты должны быть изготовлены из стали одной и той же группы прочности, указанной в табл. 22.6.
Трубы и муфты к ним группы прочности К и выше должны быть подвергнуты термической или термомеханической обработке. Резьба и уплотнительные конические расточки муфт должны быть оцинкованы или фос-фатированы.
Механические свойства стали
Группа прочности стали
Временное сопротивление ств,
Предел текучести стт, МПа:
Относительное удлинение ст5, %,
Примечание. Значения в скобках,
относятся к исполнению Б.
Каждая труба с треугольной резьбой ОТТМ и ОТТГ должна быть снабжена муфтой, закрепленной на муфтонаверточном станке на одном из ее концов. При свинчивании труб с муфтами следует применять смазочный материал или другие уплотнители, обеспечивающие герметичность соединения и предохраняющие его от задиров и коррозии. Наружная поверхность трубы и муфты по требованию потребителя может быть окрашена.
Трубы должны выдерживать испытание внутренним гидравлическим давлением.
РЕЗЬБОВЫЕ СОЕДИНЕНИЯ
Резьба треугольного профиля. Параметры профиля резьбы труб и муфт с треугольной резьбой должны соответствовать следующим значениям:
Угол наклона стороны профиля а/2. 30°±1°15'
Радиус закругления, мм:
вершина профиля r. 0,508+ 0,045
впадина профиля ri. 0,432+ 0,045
Зазор z, мм. 0,076
Угол наклона ф. 1°47'24"
Конусность 2 tg ф. 1:16
Размеры соединений с треугольной резьбой (короткой и длинной) приведены на рис. 22.4 и в табл. 22.7, 22.8.
Цилиндрическую выточку у торца муфты разрешается выполнять конической, образующая которой параллельна образующей конуса резьбы. Наименьший диаметр выточки должен быть равен d0.
Минимальная толщина стенки под резьбой в плоскости торца
t = 0,875s - 0,5(DA - d2),
где Д — коэффициент, учитывающий верхнее предельное отклонение наружного диаметра труб: Д = 1,0075 для труб исполнения А, 1,01 для труб до 219 мм исполнения Б и 1,0125 для труб свыше 219 мм.
Наименьшая толщина t под резьбой в плоскости торца трубы должна быть более 1,5 мм для труб исполнений А и Б.
При свинчивании вручную оцинкованных или фосфатированных муфт с трубами натяг должен быть равен Ат±3,2 мм. Допускается подбор муфт и концов труб по натягу.
После свинчивания труб и муфт на станке торец муфты должен совпадать с концом сбега резьбы на трубе (предельные отклонения ±3,2 мм).
Рис. 22.4. Размеры соединений с треугольной резьбой:
I — муфта; II — труба; 1 — конец сбега резьбы; 2 — сбег резьбы; 3 — витки со срезанными вершинами; 4 — основная плоскость; 5 — линия среднего диаметра
Рис. 22.5. Размеры резьбовых соединений труб ОТТМ:
1 — основная плос
кость; 2 — витки со срезанными вершинами; 3 — сбег резьбы; 4 — конец сбега резьбы (исполнения 1, 2 — соответственно для нормальных и специальных муфт)
Размеры резьбовых соединений ОТТМ должны соответствовать приведенным на рис. 22.5 и в табл. 22.9.
При свинчивании вручную оцинкованных или фосфатированных муфт с трубами натяг должен быть равен (14±3) мм.
Для обеспечения высокой герметичности обсадных колонн используют трубы с соединениями ОТТГ (табл. 22.10).
При свинчивании вручную оцинкованных или фосфатированных муфт с трубами натяг должен быть равен (10±2) мм. После свинчивания трубы и муфты на станке должно быть обеспечено сопряжение торца трубы и уступа муфты по всему периметру стыка. Допускается наличие зазора между упорными поверхностями трубы и муфты не более 1 мм (для исполнения Б).
Торцы трубы и упорные уступы муфты должны быть перпендикулярны к оси резьбы, предельные отклонения от перпендикулярности — 0,06 мм.
Трубы безмуфтовые раструбные — ТБО применяют для обеспечения высокой прочности и герметичности. Размеры соединений соответствуют указанным в табл. 22.10.
Предельные отклонения параметров резьбы приведены ниже.
Наружный диаметр трубы D
Толщина стенки s
Средний диаметр резьбы в основной плоскости
Диаметр резьбы и плоскости торца трубы
Длина резьбы трубы
общая (до конца сбега) L±3,2
до основной плоскости (с полным профилем) l
Резьбовые соединения труб диаметрами 351, 377 и 426 мм
Размеры соединений труб с удлиненной треугольной резьбой и муфт к ним, мм
Наружный диаметр D
Средний диаметр резьбы в основной плоскости dcj,
Диаметр резьбы и плоскости торца трубы
Длина резьбы трубы
общая (до конца сбега) L±3,2
до основной плоскости с полным профилем l
Внутренний диаметр резьбы в плоскости торца муфты d3
Диаметр цилиндрической выточки d0
Ширина торцовой плоскости муфты
Расстояние от торца муфты до
Расстояние от торца трубы до середины муфты в закрепленном соединении b
конца сбега резьбы на трубе при свинчивании вручную А
резьбы трубы Ат
Внутренний диаметр резьбы в плоскости торца муфты d3
Диаметр цилиндрической выточки d0
Ширина торцовой плоскости муфты
Расстояние от торца муфты до конца сбега резьбы на трубе при свинчивании вручную (натяг) А
Расстояние от торца трубы до середины муфты в закрепленном соединении b
Натяг резьбы Ат
Условный диаметр трубы
Наружный диаметр D
Внутренний диаметр резьбы в основной плоскости
Диаметр резьбы в плоскости торца трубы
Размеры высокогерметичных соединений труб и муфт к ним - ОТТГ и труб безмуфтовых
Труба ОТТГ и ниппельный конец трубы ТБО
Диаметр уплотнительного конического пояска в плоскости торца d2
Расстояние от торца до конца сбега резьбы 1—1,0
Расстояние от торца до основной плоскости l
Торцы трубы и упорный уступ раструба должны быть перпендикулярны к оси резьбы, предельные отклонения — 0,06 мм. Не допускается разность между максимальной и минимальной шириной упорного уступа раструбного конца трубы более 2 мм.
Длина резьбы трубы
Диаметр фаски в плоскости торца муфты do+1,0
Длина резьбы с полным профилем
Ширина торцовой плоскости муфты
общая (до конца сбега) L ± 2,2
до основной плоскости (с полным профилем) l
бы в плоскости торца муфты d3
раструбных - ТБО, мм
Муфта ОТТГ и раструбный конец трубы ТБО
Диаметр фаски в плоскости торца d0+1,0
d + 0,5 и м -1,0
Длина резьбы с полным профиЛеМ /3 min
ской расточки в расчетной плоскости
торца до упорного уступа L1 + 1,0
торца до расчетной плоскости h
резьбового конуса /2-1,0
ПРАВИЛА ПРИЕМКИ И МЕТОДЫ ИСПЫТАНИЯ
Контролю внешнего вида, наличия дефектов, проверке геометрических размеров и параметров следует подвергать каждую трубу и муфту.
Параметры резьбы труб и муфт необходимо проверять периодически. Для исполнения А массу контролируют у каждой трубы, для труб исполнения Б проверку массы разрешается не проводить.
Механические свойства проверяют на одной трубе и муфтовой заготовке каждого размера от каждой плавки. Испытание на растяжение проводят по ГОСТ 10006 — 80 на коротких продольных образцах, испытание на сплющивание — по ГОСТ 8695 — 75 на кольцевых образцах шириной 60 мм.
Пробы для определения массовой доли серы и фосфора отбирают при
разливке стали по ГОСТ 7565 — 81. Внутренний диаметр трубы проверяют
двойным жестким шаблоном или цилиндрической оправкой с размерами,
Условный диаметр, мм. 114 — 219 245 — 343 351 — 508
Длина шаблона (оправки), мм. 150 300 300
Диаметр шаблона (оправки), мм. d — 3 d — 4 d — 5
Проверке внутренним давлением должна подвергаться каждая труба с навинченной и закрепленной муфтой.
МАРКИРОВКА, УПАКОВКА, ТРАНСПОРТИРОВАНИЕ И ХРАНЕНИЕ
Кроме требований, оговоренных в ГОСТ 10692 — 80, на каждой трубе на расстоянии 0,4 — 0,6 м от одного из концов должна быть нанесена маркировка с помощью клейм: условный диаметр трубы, мм; номер трубы; группа прочности; толщина стенки, мм; наименование или товарный знак предприятия-изготовителя; месяц и год выпуска.
Кроме того, на каждой трубе должна быть нанесена маркировка устойчивой светлой краской; условный диаметр трубы, мм; группа прочности; толщина стенки, мм; длина трубы, см; масса трубы, кг; тип соединения (кроме труб с короткой треугольной резьбой); вид исполнения (для исполнения А); наименование или товарный знак предприятия-изготовителя.
На каждой муфте наносят наименование предприятия-изготовителя, группу прочности, букву «С» — для специальных муфт, вид исполнения.
Резьбы, упорные торцы и уступы и уплотнительные поверхности труб и муфт должны быть защищены от повреждений металлическими предохранительными кольцами и ниппелями.
При отгрузке в одном вагоне должны находиться трубы только одной партии. Допускается отгрузка в одном вагоне труб разных партий при условии их разделения, если партия труб или ее остаток не соответствуют грузоподъемности вагона.
ТРУБЫ ОБСАДНЫЕ ГЛАДКИЕ БЕЗМУФТОВЫЕ ОГ1м
Соединение обсадных труб ОГ1м выполнено в габаритных размерах тела гладкой трубы. Прочность резьбового соединения труб ОГ1м при действии растягивающих нагрузок составляет 50 — 53 % прочности по телу трубы. Трубы ОГ1м предназначены для хвостовиков обсадных колонн и могут быть использованы для эксплуатационных колонн.
В соединении труб ОГ1м (рис. 22.6) применена трапецеидальная резьба с шагом 5,08 мм, конусность 1:12, рабочей высотой профиля 1,4 мм и углами наклона 3 и 30° (рис. 22.7). Посадка резьбы осуществляется по внутреннему диаметру резьбы с зазором 0,1 мм по наружному диаметру и 0,2 мм по боковой стороне профиля. Для увеличения жесткости муфтового конца предусмотрена посадка с натягом по срезанным вершинам профиля резьбы на участке от начала сбега резьбы ниппельного конца до упорного уступа. Основные размеры труб ОГ1м приведены в табл. 22.11.
Рис. 22.7. Профиль резьбы труб ОГ1м
Допуск на шаг составляет ±0,5 мм на длине 25,4 мм и ±0,10 мм на всей длине резьбы. Отклонение угла наклона профиля равно ±1°. Допускаемые отклонения по конусности на длине 80 мм по наружному и внутреннему диаметрам резьбы +0,15 мм для ниппельной части и —0,15 мм для муфтовой части.
Рис. 22.6. Соединение гладких без-муфговых труб ОГ1м
Натяг резьбы муфтового конца по резьбовой калибр-пробке должен быть равен (5—12) мм для труб диаметром до 194 мм и (5±1,00) мм для труб диаметром более 194 мм.
Измерительная плоскость гладкой калибр-пробки должна совпадать с торцом муфты или утопать относительно торца муфты не более чем на
1 мм для труб диаметром до 194 мм и не более чем на 2 мм для труб диаметром более 194 мм.
Резьбу ниппельного конца трубы должны проверять гладким калибр-кольцом, резьбовым калибр-кольцом с неполным профилем и резьбовым калибр-кольцом с полным профилем.
Натяг по гладкому и резьбовым калибр-кольцам должен быть равен 10 + 1,2 мм для труб диаметром до 194 мм и 10+ 2,0 мм для труб диаметром более 194 мм.
Разрушающие нагрузки для труб ОГ1м определяют исходя из площади опасных сечений по телу ниппельной или муфтовой части трубы под крайними витками резьбы, находящимися в зацеплении.
Для труб ОГ1м с толщиной стенки до 10 мм включительно разрушающую нагрузку определяют исходя из разрушения по телу ниппельной части в опасном сечении, находящемся на расстоянии 16 мм от упорного уступа, по формуле
Читайте также: